PCB Blog - Flexible Printed Circuit Boardはなんですか

フレキシブルプリント基板（Flexible Printed Circuit Board）すなわちFPCは、可撓性基材を用いた回路基板であり、通常はポリエステルフィルム、ポリイミド（PI）またはポリアミド（PA）などの高性能材料が用いられる。Flexible Printed Circuit Boardは、従来のハードボードと比較して、曲げや複雑な形状を必要とする電子機器や製品に適した曲げ性と柔軟性を備えている。それは配線密度が高く、軽量で、厚さが薄く、曲げ性が良いなどの特徴を持っている。軽量、薄厚、3次元空間内で自由に折り曲げられるなどの優れた特性で人気を集めている。

Flexible Printed Circuit Boardは1970年代に米国が宇宙ロケット技術の発展のために開発した技術であり、ポリエステルフィルム（PET）またはポリイミド（PI）を基材として作られた高度な信頼性、優れた撓み性を有する印刷回路であり、曲げ可能な軽量プラスチックシートに回路設計を埋め込むことにより、狭さと有限空間に大量の精密素子を堆積させ、それによって曲げ可能なフレキシブル回路を形成する。このような回路は自由に曲げたり、折りたたんだりすることができ、軽量で、体積が小さく、放熱性がよく、取り付けが便利で、伝統的な相互接続技術を突き破った。フレキシブル回路の構造では、組成される材料は絶縁性フィルム、導体、接着剤である。

実はFPCは撓むだけでなく、立体線路構造を形成する重要な設計方法でもあり、この構造は他の電子製品の設計と組み合わせて、広範に各種の異なる応用を支援することができ、PCBにとって、灌流型の方式で線路を立体的な形態にしない限り、電気道路板の一般的な状態は平面的である。そのため、立体空間を十分に利用するには、FPCが良い案の一つである。PCBの現在一般的な空間延長案は、スロットを利用してメソスコピックカードを加えることであるが、FPCはアダプタ設計で類似の構造を完成することができ、方向調整も比較的弾力性があり、1枚の接続FPCを利用して、2枚のPCBを1組の平行回線システムに接続することができ、任意の角度に変換して異なる製品の外形に適応することもできる。

Flexible Printed Circuit Boardは電子製品の内部空間をある程度節約し、製品の組み立て加工をより柔軟にすることができる。例えば、スマートフォンではLCD/OLED、AMOLED画面表示パネルがFPCで接続されており、ノートパソコン、デジタルカメラ、医療、自動車、航空宇宙などの分野でも広く使用されている。

Flexible Printed Circuit Boardの基材構成には主に以下の3つの材料が含まれる。

1、絶縁層

FPC基材の絶縁層は、主に導電層の両側にポリイミド薄膜またはその他の絶縁材料を塗布することにより実現される。絶縁層の役割は導電層を隔離し、短絡や干渉を防止し、回路基板の電気絶縁性能を提供することである。一般的な絶縁層材料はポリイミドフィルム（PI）とポリエステルフィルム（PET）であり、ポリイミドフィルム（PI）は良好な耐高温性能を持ち、比較的高い温度で正常に動作することができ、通常は-200℃から+300℃までの温度範囲に耐えることができる。これによりFPCは高温環境や高温安定性が要求される用途に適しており、ポリイミドフィルム（PI）に比べてポリエステルフィルム（PET）の価格は非常に安いが、サイズ安定性が悪く、耐温性も悪く、SMT貼付やピーク溶接には適しておらず、一般的には挿抜用の接続配線にのみ使用されており、ポリイミドフィルム（PI）に徐々に置換されている。一般的なポリイミドフィルム（PI）の厚さは、1／2 mil、1 mil、2 milなどである。

2、導電層

FPC基材の導電層は一般的に銅箔（Copper Foil）で作られ、銅箔は良好な導電性と加工性を持ち、回路基板に必要な導電経路を提供することができる。導電層の厚さは、具体的な用途のニーズに応じて異なることができ、一般的な厚さは1/3 oz、1/2 oz、1 ozなどである。

3、接着層：FPC基材の接着層は私たちがよく言う接着層であり、成分はエポキシ樹脂（Epoxy）であり、主な作用は導電層を固定し、絶縁強度と機械性能を高め、よくある基材の接着層の厚さは：13 um、20 umである。

Flexible Printed Circuit Boardの主な特徴と応用。

1、柔軟性と薄型設計

FPCは可撓性基材で作られており、性能に影響を与えずに曲げたり曲げたりすることができる。これにより、FPCは、ウェアラブルデバイス、折りたたみ式携帯電話、カメラモジュールなどのような狭い空間と複雑な形状の電子機器に適しています。

2、軽量化

フレキシブル基材を採用しているため、FPCは従来の硬板に比べて軽量である。これは、航空宇宙分野や携帯型電子機器など、製品の軽量化を求める用途に非常に有利である。

3、高密度接続

FPC上では高密度の電気的接続と導線配線を実現でき、複雑な回路設計の実現に役立つ。これにより、FPCは、フラットパネルディスプレイ、デジタルカメラなど、大量の接続と細密な導線を必要とする用途に特に適している。

4、耐振動性と耐衝撃性

FPCの柔軟性特性のため、振動や衝撃に対して優れた抵抗力を持っています。これにより、FPCは自動車の電子、医療機器など、高度な信頼性と耐干渉性が必要な場合に適しています。

5、自動製造

Flexible Printed Circuit Boardの生産は通常プリント基板（PCB）の類似技術を採用し、一定の自動化製造能力を持ち、生産効率を高めた。

FPCの応用範囲は非常に広く、以下の分野を含むがこれらに限定されない。

モバイル機器：折りたたみ式携帯電話、タブレットなど。

医療設備：医療センサー、医療イメージング設備など。

カーエレクトロニクス：車載ディスプレイ、車載カメラなど。

航空宇宙：航空電子機器、宇宙機内部接続など。

家電：デジタルカメラ、イヤホン、スマートウォッチなど。

FPCは、1970年代にアメリカが宇宙ロケット技術を発展させるために開発した技術である。基材としてポリエステルフィルムやポリイミドから作られており、信頼性が高く、柔軟性が高い。フレキシブルな薄いプラスチックシートに回路設計を埋め込むことにより、狭い限られた空間に大量の精密素子を積層し、フレキシブル回路を形成することができる。この回路は自由に曲げたり、折ったりすることができ、軽量で、体積が小さく、放熱がよく、取り付けが便利で、伝統的な相互接続技術を突破した。フレキシブル回路の構造では、材料は絶縁フィルム、導体、接着剤である。

Flexible Printed Circuit Boardは、電子製品の小型化とモバイル化の要件を満たす唯一のソリューションです。Flexible Printed Circuit Boardは電子製品の体積と重量を大幅に減らすことができ、電子製品の高密度、小型化、高信頼性の方向への発展に適している。